逆壁射流中射流剪切层内湍流结构特性的实验研究

刘宇陆; 王宇泽; 李家骅; 陶亦舟; 邱翔

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用粒子图像测速技术对逆壁射流全流场进行了实验测量,射流与主流的速度比为8.89,基于射流圆管内径的雷诺数为9127.主要关注射流剪切层内不同流向位置端流的统计特性变化,包括尺度特性和结构特性.对射流中心线上不同流向位置的脉动速度场统计分析发现:在x/D=30~43,受反馈机制影响,Q1和Q4事件占据主导地位.在驻点附近(x/D=43~50)的区域Q3事件为主导事件.对射流剪切层内湍流结构的平均空间尺度进行分析,在x/D=0~37总尺度向射流下游发展呈增长趋势,在x/D=37~46总尺度几乎不变,x/D=46~51总尺度向射流下游发展呈减小趋势.在x/D=35之前,参考点上游尺度与下游尺度近似.在x/D=35~41,参考点下游尺度大于上游尺度.在x/D=41~51,参考点下游尺度小于上游尺度.利用频域上的本征正交分解方法对端流结构进行了定量分析,发现模态能量集中在低频,流场中能量最大的模态频率为D/U_(j)=0.0005,出现在再循环区.频率为fD/U_(j)=0.0026的第一阶模态说明射流发生偏转时与主流相互作用产生了流结构,并且沿再循环区外围输运.高频结构的构型是类似的,均位于射流剪切层内,且频率越高,越接近射流出口,尺度越小。

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来源
《力学学报》 |2023年第4期|814-823|共10页
作者
刘宇陆; 王宇泽; 李家骅; 陶亦舟; 邱翔;
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作者单位

上海应用技术大学理学院;

上海大学力学与工程科学学院;

上海应用技术大学机械工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类湍流（紊流）;
关键词
逆壁射流; 粒子图像测速技术; 频域体征正交分解方法; 湍流结构; 射流剪切层;

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